JPH0313551Y2 - - Google Patents
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- JPH0313551Y2 JPH0313551Y2 JP1987063766U JP6376687U JPH0313551Y2 JP H0313551 Y2 JPH0313551 Y2 JP H0313551Y2 JP 1987063766 U JP1987063766 U JP 1987063766U JP 6376687 U JP6376687 U JP 6376687U JP H0313551 Y2 JPH0313551 Y2 JP H0313551Y2
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案はガソリンエンジン、デイーゼルエンジ
ン等の排気ポートの内面をライニングするために
用いられるセラミツクポートライナーに関するも
のである。
ン等の排気ポートの内面をライニングするために
用いられるセラミツクポートライナーに関するも
のである。
（従来の技術）
近年自動車排ガスによる環境汚染が重要な社会
問題となつており、その防止方法としては自動車
排ガス中の有害物質を触媒により除去する方法が
主体となつている。この触媒として使用されてい
るPt、Rh等の貴金属は資源上、コスト上の問題
から使用量の削減が課題となつており、また近年
増加傾向にある４バルブエンジンは排ガス温度低
下による触媒浄化性能の低下が問題となつてい
る。これらの問題を解決する方法の１つとして、
エンジンの排気ポートの内面をセラミツク製のポ
ートライナーによつてライニングし、その断熱作
用により排ガス温度を上昇させることが従来から
提案されている。一般にセラミツクポートライナ
ーの装着についてはエンジンのシリンダーヘツド
を製造する際に、セラミツク製のポートライナー
をアルミニウム等の金属によつて同時に鋳ぐるむ
方法が取られているが、溶融金属の固化時の収縮
により大きな圧縮応力が加わるため高強度セラミ
ツクス材料でも鋳ぐるみ時に部分的に応力が集中
するとセラミツクが破壊してしまう問題があつ
た。
問題となつており、その防止方法としては自動車
排ガス中の有害物質を触媒により除去する方法が
主体となつている。この触媒として使用されてい
るPt、Rh等の貴金属は資源上、コスト上の問題
から使用量の削減が課題となつており、また近年
増加傾向にある４バルブエンジンは排ガス温度低
下による触媒浄化性能の低下が問題となつてい
る。これらの問題を解決する方法の１つとして、
エンジンの排気ポートの内面をセラミツク製のポ
ートライナーによつてライニングし、その断熱作
用により排ガス温度を上昇させることが従来から
提案されている。一般にセラミツクポートライナ
ーの装着についてはエンジンのシリンダーヘツド
を製造する際に、セラミツク製のポートライナー
をアルミニウム等の金属によつて同時に鋳ぐるむ
方法が取られているが、溶融金属の固化時の収縮
により大きな圧縮応力が加わるため高強度セラミ
ツクス材料でも鋳ぐるみ時に部分的に応力が集中
するとセラミツクが破壊してしまう問題があつ
た。
そこでこのような問題を解決するために、ポー
トライナーの外表面に石綿、アルミナ等のセラミ
ツクフアイバー層を形成し、その弾力により溶融
金属の固化収縮時の圧縮応力を緩和する方法が提
案されている（例えば、特開昭52−121114号公
報、特開昭59−175693号公報）。ところがこのよ
うにセラミツクフアイバーを緩衝材として介在さ
せたものは、エンジン作動による高温と振動によ
りフアイバー層が弾性を失い、ポートライナーの
脱離等の問題を生ずるうえに、鋳ぐるみ時の工数
が増加し、鋳ぐるみ作業も難しい欠点がある。ま
たポートライナー自体を高強度材料により形成し
て破壊を防止する試みも数多く提案されている
が、４バルブ用エンジンに用いられる２連式のポ
ートライナーの中央部分のように外表面が内側に
くぼんだ部分があると、この部分に極めて大きい
応力集中が生じるためクラツクの発生を完全に防
止することはできなかつた。
トライナーの外表面に石綿、アルミナ等のセラミ
ツクフアイバー層を形成し、その弾力により溶融
金属の固化収縮時の圧縮応力を緩和する方法が提
案されている（例えば、特開昭52−121114号公
報、特開昭59−175693号公報）。ところがこのよ
うにセラミツクフアイバーを緩衝材として介在さ
せたものは、エンジン作動による高温と振動によ
りフアイバー層が弾性を失い、ポートライナーの
脱離等の問題を生ずるうえに、鋳ぐるみ時の工数
が増加し、鋳ぐるみ作業も難しい欠点がある。ま
たポートライナー自体を高強度材料により形成し
て破壊を防止する試みも数多く提案されている
が、４バルブ用エンジンに用いられる２連式のポ
ートライナーの中央部分のように外表面が内側に
くぼんだ部分があると、この部分に極めて大きい
応力集中が生じるためクラツクの発生を完全に防
止することはできなかつた。
（考案が解決しようとする問題点）
本考案は上記のような従来の問題点を解決し
て、鋳ぐるみ時に発生する圧縮力によつてクラツ
クを発生することがなく、また使用中にポートラ
イナーの脱離を生ずるおそれもないうえ、鋳ぐる
みを容易に行うことができるセラミツクポートラ
イナーを提供することを目的とするものである。
て、鋳ぐるみ時に発生する圧縮力によつてクラツ
クを発生することがなく、また使用中にポートラ
イナーの脱離を生ずるおそれもないうえ、鋳ぐる
みを容易に行うことができるセラミツクポートラ
イナーを提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本考案は上記の目的を達成するために完成され
たものであつて、複数の略円筒状の分岐管を持ち
これらの分岐管の継ぎ部が凹状であるヤング率が
50〜2000Kgｆ／mm2のチタン酸アルミニウム系の撓
み易いセラミツク材料からなる鋳ぐるみ用のセラ
ミツクポートライナーにおいて、セラミツクポー
トライナー本体の凹状の継ぎ部又は凹状の継ぎ部
に対応する側壁に、軸方向の面に沿つて鋳ぐるみ
時の圧縮応力を吸収する切込みを形成したことを
特徴とするものである。
たものであつて、複数の略円筒状の分岐管を持ち
これらの分岐管の継ぎ部が凹状であるヤング率が
50〜2000Kgｆ／mm2のチタン酸アルミニウム系の撓
み易いセラミツク材料からなる鋳ぐるみ用のセラ
ミツクポートライナーにおいて、セラミツクポー
トライナー本体の凹状の継ぎ部又は凹状の継ぎ部
に対応する側壁に、軸方向の面に沿つて鋳ぐるみ
時の圧縮応力を吸収する切込みを形成したことを
特徴とするものである。
（実施例）
次に本考案を図示の実施例によつて更に詳細に
説明すると、第１図において１は４バルブエンジ
ン用のポートライナー本体であり、２個の略円筒
状の分岐管２，２と単一の排気口３とを有するも
のである。本実施例のポートライナー本体１はチ
タン酸アルミニウムを主成分とする低ヤング率の
セラミツク材料からなるもので、より詳しくは結
晶相としてチタン酸アルミニウムを65％以上含有
し、その結晶の平均粒径が10μｍ以上であり、ヤ
ング率を50〜2000Kgｆ／mm2、圧縮強度を５〜40Kg
ｆ／mm2、気孔率を５〜35％としたものである。こ
のようなチタン酸アルミニウム結晶の各軸方向の
熱膨脹率は、ａ、ｂ軸が正、ｃ軸が負であり、か
つその差が非常に大きいため焼結体冷却時に結晶
粒界や結晶それ自体が、各軸方向の膨脹収縮差に
耐えきれず、結晶粒間や結晶粒内に多数のマイク
ロクラツクを生ずることとなる。そして外力によ
つてこれらのマイクロクラツクの内部空間が接近
したり離間する性質を持つため、鋳ぐるんだ金属
材料が収縮する際に金属材料とともに収縮するこ
とができる利点がある。なおヤング率を50〜2000
Kgｆ／mm2としたのは、これよりもヤング率が小さ
いとポートライナーとして必要な強度を維持する
ことができず、逆にこれよりもヤング率が大きい
と鋳ぐるみ時の収縮が不十分となつて後述する応
力緩和特性を発揮することができないためであ
る。
説明すると、第１図において１は４バルブエンジ
ン用のポートライナー本体であり、２個の略円筒
状の分岐管２，２と単一の排気口３とを有するも
のである。本実施例のポートライナー本体１はチ
タン酸アルミニウムを主成分とする低ヤング率の
セラミツク材料からなるもので、より詳しくは結
晶相としてチタン酸アルミニウムを65％以上含有
し、その結晶の平均粒径が10μｍ以上であり、ヤ
ング率を50〜2000Kgｆ／mm2、圧縮強度を５〜40Kg
ｆ／mm2、気孔率を５〜35％としたものである。こ
のようなチタン酸アルミニウム結晶の各軸方向の
熱膨脹率は、ａ、ｂ軸が正、ｃ軸が負であり、か
つその差が非常に大きいため焼結体冷却時に結晶
粒界や結晶それ自体が、各軸方向の膨脹収縮差に
耐えきれず、結晶粒間や結晶粒内に多数のマイク
ロクラツクを生ずることとなる。そして外力によ
つてこれらのマイクロクラツクの内部空間が接近
したり離間する性質を持つため、鋳ぐるんだ金属
材料が収縮する際に金属材料とともに収縮するこ
とができる利点がある。なおヤング率を50〜2000
Kgｆ／mm2としたのは、これよりもヤング率が小さ
いとポートライナーとして必要な強度を維持する
ことができず、逆にこれよりもヤング率が大きい
と鋳ぐるみ時の収縮が不十分となつて後述する応
力緩和特性を発揮することができないためであ
る。
このようなポートライナー本体１の２個の略円
筒状の分岐管２，２の継ぎ部の位置には、ポート
ライナーの軸方向に凹部４が形成されることとな
るが、本考案においてはセラミツクポートライナ
ー本体１の凹状の継ぎ部又は凹状の継ぎ部に対応
する側壁に、軸方向の面に沿つて鋳ぐるみ時の圧
縮応力を吸収する切込み５を形成する。
筒状の分岐管２，２の継ぎ部の位置には、ポート
ライナーの軸方向に凹部４が形成されることとな
るが、本考案においてはセラミツクポートライナ
ー本体１の凹状の継ぎ部又は凹状の継ぎ部に対応
する側壁に、軸方向の面に沿つて鋳ぐるみ時の圧
縮応力を吸収する切込み５を形成する。
第１図のように、第１の実施例の切込み５はポ
ートライナー本体１の凹状の継ぎ部の中心線上に
排気口３側の上方の端面からポートライナーの軸
方向の面に沿つて形成したものであるが、第２図
に示す第２の実施例のように裏側の端面から切込
み５を形成してもよく、あるいは第３図に示すよ
うに凹部４に臨む壁面の中央部分のみに軸方向の
面に沿つて切込み５を形成してもよい。更にまた
第４図に示す第４の実施例のように、切込み５を
ポートライナー本体１の凹状の継ぎ部に対応する
左右の側壁に軸方向に沿つて形成してもよい。こ
れらの切込み５の幅は0.5〜３mm程度とすればよ
く、一般に金属は熱膨脹係数がセラミツクよりも
大きいので溶融金属をスリツトに侵入させる形で
鋳ぐるんでもよいが、切込み５の内部には低弾性
率のセラミツクフアイバー６等を埋込んでおくこ
とが好ましい。ただしこのようなセラミツクフア
イバーは溶融金属の侵入を防止するために埋込む
ものであり、材質、形状、埋込方法等は何ら制限
を受けるものではない。
ートライナー本体１の凹状の継ぎ部の中心線上に
排気口３側の上方の端面からポートライナーの軸
方向の面に沿つて形成したものであるが、第２図
に示す第２の実施例のように裏側の端面から切込
み５を形成してもよく、あるいは第３図に示すよ
うに凹部４に臨む壁面の中央部分のみに軸方向の
面に沿つて切込み５を形成してもよい。更にまた
第４図に示す第４の実施例のように、切込み５を
ポートライナー本体１の凹状の継ぎ部に対応する
左右の側壁に軸方向に沿つて形成してもよい。こ
れらの切込み５の幅は0.5〜３mm程度とすればよ
く、一般に金属は熱膨脹係数がセラミツクよりも
大きいので溶融金属をスリツトに侵入させる形で
鋳ぐるんでもよいが、切込み５の内部には低弾性
率のセラミツクフアイバー６等を埋込んでおくこ
とが好ましい。ただしこのようなセラミツクフア
イバーは溶融金属の侵入を防止するために埋込む
ものであり、材質、形状、埋込方法等は何ら制限
を受けるものではない。
（作用）
このように構成されたものは、シリンダーヘツ
ドの製造の際にアルミニウム等の金属によつて鋳
ぐるみ、排気ポートの内面の断熱性を向上させる
ために使用されるものであることは従来のものと
同様である。
ドの製造の際にアルミニウム等の金属によつて鋳
ぐるみ、排気ポートの内面の断熱性を向上させる
ために使用されるものであることは従来のものと
同様である。
しかし本考案のセラミツクポートライナーは、
複数の略円筒状の分岐管２を持ちこれらの分岐管
２の継ぎ部が凹状であるもので、しかもセラミツ
クポートライナー本体１の凹状の継ぎ部又は凹状
の継ぎ部に対応する側壁に、軸方向の面に沿つて
鋳ぐるみ時の圧縮応力を吸収する切込み５を形成
してあるので、鋳ぐるみ時の溶融金属の凝固収縮
によりポートライナー本体１の壁面に軸線と垂直
方向に大きい圧縮力が作用しても、ポートライナ
ー本体１はこの軸線方向の切込み５を利用して撓
むことにより応力の集中を避けることができ、応
力集中によるクラツクの発生を防止できる。特に
本発明ではヤング率が50〜2000Kgｆ／mm2のチタン
酸アルミニウムを主体とする撓み易い材質を使用
したので、ポートライナー本体１自体の撓みと応
力解放用の切込み５との相乗効果により、厚さ５
cmのアルミニウムにより鋳ぐるんだ場合にもクラ
ツクの発生は皆無であつた。しかも本考案のセラ
ミツクポートライナーは、従来のように外周に緩
衝用のセラミツクフアイバーを巻いたものとは異
なり使用中にポートライナーが脱落するおそれも
なく、また鋳ぐるみ作業も容易に行える利点があ
る。
複数の略円筒状の分岐管２を持ちこれらの分岐管
２の継ぎ部が凹状であるもので、しかもセラミツ
クポートライナー本体１の凹状の継ぎ部又は凹状
の継ぎ部に対応する側壁に、軸方向の面に沿つて
鋳ぐるみ時の圧縮応力を吸収する切込み５を形成
してあるので、鋳ぐるみ時の溶融金属の凝固収縮
によりポートライナー本体１の壁面に軸線と垂直
方向に大きい圧縮力が作用しても、ポートライナ
ー本体１はこの軸線方向の切込み５を利用して撓
むことにより応力の集中を避けることができ、応
力集中によるクラツクの発生を防止できる。特に
本発明ではヤング率が50〜2000Kgｆ／mm2のチタン
酸アルミニウムを主体とする撓み易い材質を使用
したので、ポートライナー本体１自体の撓みと応
力解放用の切込み５との相乗効果により、厚さ５
cmのアルミニウムにより鋳ぐるんだ場合にもクラ
ツクの発生は皆無であつた。しかも本考案のセラ
ミツクポートライナーは、従来のように外周に緩
衝用のセラミツクフアイバーを巻いたものとは異
なり使用中にポートライナーが脱落するおそれも
なく、また鋳ぐるみ作業も容易に行える利点があ
る。
（考案の効果）
本考案は以上の説明から明らかなように、ポー
トライナー本来の断熱効果を十分に発揮すること
ができることは勿論、低ヤング率のセラミツク材
料からなるポートライナー本体自体の撓みと、そ
の軸方向の面に沿つて形成された応力解放用の切
込みとの相乗効果により鋳ぐるみ時の圧縮による
破損を完全に防止できること、使用中の脱離がな
いこと、鋳ぐるみを容易に行えること等の多くの
利点を有するものである。よつて本考案は従来の
問題点を解決したセラミツクポートライナーとし
て、その実用的価値は極めて大である。
トライナー本来の断熱効果を十分に発揮すること
ができることは勿論、低ヤング率のセラミツク材
料からなるポートライナー本体自体の撓みと、そ
の軸方向の面に沿つて形成された応力解放用の切
込みとの相乗効果により鋳ぐるみ時の圧縮による
破損を完全に防止できること、使用中の脱離がな
いこと、鋳ぐるみを容易に行えること等の多くの
利点を有するものである。よつて本考案は従来の
問題点を解決したセラミツクポートライナーとし
て、その実用的価値は極めて大である。
第１図は本考案の第１の実施例を示す斜視図、
第２図は本考案の第２の実施例を示す斜視図、第
３図は本考案の第３の実施例を示す斜視図、第４
図は本考案の第４の実施例を示す斜視図である。 １……ポートライナー本体、２……分岐管、３
……排気口、４……凹部、５……切込み、６……
セラミツクフアイバー。
第２図は本考案の第２の実施例を示す斜視図、第
３図は本考案の第３の実施例を示す斜視図、第４
図は本考案の第４の実施例を示す斜視図である。 １……ポートライナー本体、２……分岐管、３
……排気口、４……凹部、５……切込み、６……
セラミツクフアイバー。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 複数の略円筒状の分岐管２を持ちこれらの分
岐管２の継ぎ部が凹状であるヤング率が50〜
2000Kgｆ／mm2のチタン酸アルミニウム系の撓み
易いセラミツク材料からなる鋳ぐるみ用のセラ
ミツクポートライナーにおいて、セラミツクポ
ートライナー本体１の凹状の継ぎ部又は凹状の
継ぎ部に対応する側壁に、軸方向の面に沿つて
鋳ぐるみ時の圧縮応力を吸収する切込み５を形
成したことを特徴とするセラミツクポートライ
ナー。 ２ 切込み５の内部がセラミツクフアイバー６に
より埋込まれている実用新案登録請求の範囲第
１項記載のセラミツクポートライナー。 ３ 切込み５がポートライナー本体１の凹部４に
臨む壁面に形成されたものである実用新案登録
請求の範囲第１項記載のセラミツクポートライ
ナー。 ４ 切込み５が排気口３側の端面から形成された
ものである実用新案登録請求の範囲第１項又は
第２項記載のセラミツクポートライナー。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987063766U JPH0313551Y2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | |
| EP91200812A EP0437303B1 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Ceramic port liners |
| DE3852513T DE3852513T2 (de) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Zu umgiessendes keramisches Material und keramische Kanalauskleidungen. |
| EP91200811A EP0437302B1 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Ceramic port liners |
| DE3853299T DE3853299T2 (de) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Auskleidungen für Kanäle. |
| DE3851638T DE3851638T2 (de) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Keramische Fütterung für Kanäle. |
| EP88302531A EP0285312B1 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-23 | Ceramic materials to be insert-cast and ceramic port liners |
| US07/508,532 US5055435A (en) | 1987-03-24 | 1990-04-12 | Ceramic materials to be insert-cast |
| US07/666,621 US5260116A (en) | 1987-03-24 | 1991-03-08 | Ceramicm port liners |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987063766U JPH0313551Y2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174552U JPS63174552U (ja) | 1988-11-11 |
| JPH0313551Y2 true JPH0313551Y2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=30899302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987063766U Expired JPH0313551Y2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-04-27 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0313551Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2519219Y2 (ja) * | 1989-06-16 | 1996-12-04 | 本田技研工業株式会社 | 多岐管形排気通路を備えたエンジン部品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558660A (en) * | 1978-07-06 | 1980-01-22 | Fujitsu Ltd | Production of super-precise aluminum substrate for magnetic disc |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882455U (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | セラミツク製排気ポ−トを有するシリンダヘツド |
| JPS5994147U (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-26 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のシリンダヘツド |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP1987063766U patent/JPH0313551Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558660A (en) * | 1978-07-06 | 1980-01-22 | Fujitsu Ltd | Production of super-precise aluminum substrate for magnetic disc |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63174552U (ja) | 1988-11-11 |
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